Коалесценция капли

Рис. 44. Зависимость времени коалесценции капли воды от температуры (нефть угленосной свиты Арланского месторождения, вода пластовая, объем капли 0,05 см ).

В настоящее время разработано достаточное количество моделей коалесценции капли у поверхности раздела фаз жидкость— жидкость. Уравнения моделей выводятся на основе макроскопических балансов массы, силы и энергии и уравнений изменения микроскопических объемов жидкости и изменения поверхностей раздела фаз. Граничные условия и выражения для потока вместе с уравнениями состояния позволяют замкнуть систему уравнений для данной физической ситуации. Однако обобщенная полная система уравнений сложна для решения. Поэтому использование аппроксимирующих решений различной точности является наиболее распространенным методом. К сравнительно простым моделям можно отнести модели жесткой капли и жесткой поверхности раздела [32] и модели с учетом деформации капли и поверхности раздела с образованием углубления в центре капли [33, 34]. В [351 показано, что модели коалесценции, основанные на представлении однородной пленки, отделяющей каплю от поверхности, приводят к степенной зависимости времени коалесценции капли, пропорциональной пятой степени эквивалентного диаметра. Эти модели отрицают влияние разности давлений, возникающих вследствие искривления пленки, и поэтому дают завышенные значения показателя степени. [c.290]

Исходя из сложной природы механизмов коалесценции представляется интересным связать два вида коалесценции как отношение их времен для оценки фазового разделения в зоне плотной упаковки капель дисперсной фазы в системе жидкость—жидкость. Обычно предполагается, что в дисперсном слое переменные, влияющие на коалесценцию капля—капля и капля—поверхность раздела, одни и те же для данного размера капель. На этой основе возможно дать теоретические выражения для времен контакта. Так, уравнение для времени стенания пленки в модели жесткая сфера—плоскость записывается [39] [c.292]

Время коалесценции капля—поверхность раздела фаз Тгр (и) зависит от объема капли и, физических свойств и высоте зоны плотной упаковки капель к — ку. Для его определения воспользуемся соотношением [c.302]

Константа К входит в выражение для времени коалесценции капли у поверхности раздела фаз [c.308]

Здесь т — время коалесценции капли То — время коалесценции без учета влияния толщины зоны плотной упаковки капель ДЯ о — поток дисперсной фазы. [c.308]

По этой же методике была определена зависимость времени коалесценции капли этой же пластовой воды от времени формирования пограничного слоя на плоской границе раздела нефть — пластовая вода, нефть — дистиллированная вода и нефть — раствор неионогенного ПАВ (4411) различной концентрации (рис. 45). Наиболее сильно время формирования слоя влияет на коалесценцию при дистиллированной воде. При добавке в воду ПАВ свыше [c.102]

Время коалесценции капля - поверхность раздела фаз (и) зависит от объема капли и, физических свойств и высоты зоны плотной упаковки капель ко - [c.175]

Время коалесценции одиночной капли у поверхности раздела tq (и) может быть рассчитано по одному из эмпирических соотношений, определяющих зависимость времени коалесценции капли от физических свойств фаз и диаметра капли [c.176]

Стабилизующее действие эмульгаторов заключается в образовании на поверхности капель адсорбционной пленки, обладающей повышенной механической прочностью и гелеобразной структурой. Адсорбционные слои, обладающие известной упругостью, не допускают непосредственного контакта капель и препятствуют их слиянию (коалесценции). Капли в этом случае при столкновениях не сливаются, а отскакивают друг от друга, как упругие шарики. Благодаря этому система поддерживается в эмульгированном состоянии. [c.354]

Визуальные наблюдения и киносъемка подтвердили, что процесс коалесценции капли на одиночной гидрофобной грануле — вероятностный (рис. 68). В ряде случаев наблюдается лобовое соударение, но коалесценция не происходит (см. рис. 68, б). Соударение сопровождается деформацией капли и ее упругим отскоком. После этого капля вновь приближается к поверхности, и происходит либо ее коалесценция, либо она увлекается потоком жидкости. Причем после вторичного соприкосновения капля может коалесцировать сразу (см. рис. 68, в) или при движении по поверхности (см. рис. 68, а). Отрыв капли (см. рис. 68, в) происходит по [c.149]

При коалесценции капли воды на границе раздела углеводород— вода с большим объемом водной фазы процесс коалесценции в ряде случаев протекает ступенчато. Явление ступенчатой коалесценции было исследовано в работе [27]. Механизм этого явления заключается в следующем. В момент разрыва тонкой пленки жидкости, разделяющей каплю и поверхность другой жидкости, возникает ударная волна, распространяющаяся в направлении капли. Капля, втекая в образовавшийся разрыв, деформируется с образованием цилиндрической шейки и под воздействием [c.153]

Значительно меньшее число работ посвящено исследованию коалесценции капля—капля. Утончение пленки сплопшой фазы, разделяющей капли, во многом аналогично утончению пленки менаду каплей и плоской поверхностью. Процесс утончения пленки между каплями продолжается до тех пор, пока не возникнут достаточно сильные нарушения, вызываемые эффектом Марангони, механической и звуковой вибрацией, электрическими и температурными нолями, приводящие к разрыву пленки. Детальный обзор по меж-капельной коалесценции в жидкой и газовой средах приведен в [37]. [c.291]

Основной целью экспериментальных исследований по межка-пельной коалесценции было получение соотношения менаду временем коалесценции, диаметром капель и физическими свойства1т фаз. При моделировании коалесценции капля—капля размещением капель различных размеров на поверхности жидкости получено соотношение для времени коалесценции в зависимости от диаметра капли а и физических свойств, аналогичное соответствующим уравнениям для коалесценции капля—поверхность раздела фаз [c.291]

Оценка коалесценции капля—поверхность раздела и капля— капля основывается на исследовании процесса утончения разделяющей пленки сплошной фазы. Однако время коалесценции может существенно отличаться от времени утончения пленки. Было обнаружено [36], что для систем с одним и тем же размером капель н одинаковым временем стенания пленки время коалесценции может существенно различаться. В этом случае возникает вопрос, может ли явление коалесценции интерпретироваться с помощью моделей утончения пленок сплошной фазы Ряд исследований показывают, что такая оценка обладает следующими недостатками 1371 а) не определена ладежность применения этих данных к реальным процессам, таким, как разделение эмульсий б) неизвестно, насколько применимы данные для систем с заданньш уровнем примесей. [c.291]

Из сравнения этих уравнений следует, что отношение кцЦщ равно 0,5, что вполне приемлемо, так как коалесценция капля— капля является частным случаем более общего вида коалесценции капли у поверхности раздела фаз. Величина отношения времен коалесценции может оказаться очень полезной при разработке моделей тонких слоев первичных дисперсий, люделей зон плотной упаковки глубокослойных дисперсий в гравитационных отстойниках, а также в тех случаях, когда эти два типа коалесценции являются конкурирующими процессами. При построении моделей расслаивания необходимо, конечно, учитывать оба вида коалесценции в рамках одного описания. [c.292]

V / Н о d g S о.й Т, D,, Lee J, С., J. СоИ, Interf, Sei,, 30, № 1, 94 (1969). Влияние П.- В на коалесценцию капли на поверхности раздела. [c.122]

Нельсен предположил, что время коалесценции капли зависит от концентрации ПАВ в соответствии с уравнением [c.267]

Подобный подход развит Курлом с сотр. [97, 98]. Они предположили, что первоначально все капли имеют одинаковый размер. Коалесценция происходит случайно между двумя каплями, имеющими концентрации растворимого вещества и с . Образующаяся при коалесценции капля распадается на две новые, в которых концентрация вещества равна [(с с И]. [c.313]

В проводимых опытах наименьший диаметр капилляра (0,8 мм) безусловно больше, чем средний размер межноровых каналов нефтеносных песчаных коллекторов, составляющий для продуктивной части Туймазинского месторождения 7—12 мк, а для Арланского — 15—20 мк (судя по проницаемости образцов). Очевидно, капля, свободно перемещающаяся в пористой среде, должна иметь диаметр меньше указанных размеров. Следовательно, в условиях реальной пористой среды размер капель керосина будет меньше, чем в условиях опыта, и значит, время коалесценции капли в условиях пористой среды будет значительно больше. Экстраполируя представленные кривые в сторону малых капель, можно утверждать, что в условиях пористой среды время жизни капли в арланской воде будет больше, чем в туймазинской. [c.250]

При нахождении критической толщины ко из условия (31) авторы прибегают к разного рода приближениям и упрощениям, которые делают невозможным использование их результатов на практике. Как правило, для эмульсий критическая толщина пленки составляет примерно (150—450) 10- ° м. При ее достижении происходит либо прорыв пленки и коалесценция капли, либо наблюдается скачкообразное изменение толщины, приводящее к возникновению нового метастабильного состояния — так называемых перреновских черных пленок. Черная пленка возникает на локальных участках площади соприкосновения и распространяется на всю поверхность. В этот момент пленка жидкости между каплей эмульсии и поверхностью весьма чувствительна к внешним механическим воздействиям, которые при определенных условиях вызывают быструю коалесценцию. Напротив, если черная пленка распространяется на всю поверхность, то она может выдерживать большие механические напряжения и является почти безгранично устойчивой. [c.153]